钢筋研制中的铌钛复合技术

自

2005 年以来，HRB400 钢筋市场需求量不断增加，使 HRB400 钢筋的生产规模迅速

扩大，产量大幅度增加，由于在生产

HRB400 钢筋中采用 V 微合金化技术，造成钒铁价格

大幅度上升。因钒铁价格的提高，企业生产

HRB400 钢筋的成本增加，利润下降。为降低冶

炼的合金成本，济南钢铁集团总公司（简称济钢）采用了铌代钒技术生产。自应用铌微合金
化生产

HRB400 以来，在连铸生产中连续发生铸坯表面横裂纹和矫直前后漏钢事故，直接

影响正常生产。为稳定

HRB400 钢筋的生产，根据 V、Nb、Ti 元素的冶金特性，济钢提出铌

钛复合技术在钢筋中应用，经过试验，研制成功铌钛复合

HRB400 钢筋，并在生产中推广

应用。

为保证试验的顺利实施，结合济钢现行生产工艺制度，设计并修改了钢的化学成分，

制定了严格的工艺控制要求。

1 工艺流程
高炉优质铁水（废钢）

→LD 转炉→炉外处理（底吹氩、喂线）方坯连铸机→质量检验判

定（熔炼成分、表面）

→热送热装→轧钢加热→连续轧制→自然冷却→定尺剪切→质量检验→

打捆包装

→检验判定→产品出厂。

2 成分设计
试验轧制钢种

20MnSiNbTi，钢筋牌号 HRB400。微合金化采用铌钛复合技术，熔炼成

分

Nb 含量 0.015%～0.040%、Ti 含量 0.005%～0.025%。熔炼成分及力学性能按 GB1499-1998

执行。

3 铌钛合金技术要求
验钢按

HRB400 组织冶炼，采用铌铁和钛铁复合微合金化技术，铌铁合金（FeNb）要

求

Nb64%～67%，钛铁合金（FeTi）要求 Ti28%～31%。

4 工艺要求
（

1）终点温度 1640～1670

℃，终点碳含量大于 0.12%。（2）按钢筋的生产规格，吨

钢加入铌铁

0.20～0.50kg、钛铁 0.20～0.70kg，硅锰铁、高碳锰铁、硅铁按常规生产 20MnSi 配

加。（

3）出钢后钢水进行炉外底吹氩处理，吹氩时间大于 5min，吹氩后温度 1570～

1600

℃。（4）连铸中间包温度 1515～1540℃，连铸拉速 2.6～3.2m/min。二冷配水采用弱配

水制度，矫直温度

900～950

℃。（5）铸坯加热时间 45～75min，加热温度 1180～1250℃，

开轧温度

1050～1150

℃，终轧温度小于 850℃。（6）直径 φ12～φ20mm 钢筋采用双切分轧

制，直径

φ22～φ32mm 钢筋按常规轧制，成品轧制速度 10～17.5m/min。

为检验钢筋力学性能是否达到

HRB400 标准要求，按设计方案进行冶炼轧制试验和批

量生产。前期进行了研制试验，经对钢筋的成分、性能检验分析，各项指标达到标准要求。按
试验结果对熔炼成分优化后，进行批量试验生产。

根据钢筋的试验结果，对化学成分和力学性能做统计回归分析，结合合金元素对力学

性能的贡献，制定了化学成分的控制目标，保证力学性能在中限范围。